對于顯示器,我們常常聽到IPS屏、TN屏,那么他們到底有什么區(qū)別?
在用戶購買顯示器的時(shí)候,IPS和TN這兩種面板類型,分別適用什么需求的用戶呢?
很多顯示器用戶還會(huì)有這樣的疑問,顯示器的面板是指什么?
用最簡單的方法解釋:顯示器的組成,可以理解成3個(gè)部分:
最前面你伸手摸到的屏幕就是面板,簡稱OC(Open Cell)。
面板后面是背光系統(tǒng),背光系統(tǒng)相當(dāng)于燈,作用是照亮了前面的面板使得用戶看清屏幕內(nèi)容。
還有驅(qū)動(dòng)板對前面兩者進(jìn)行控制和輸出顯示內(nèi)容。
所以面板的區(qū)別,直接決定了“看得見”的直觀感受。包括亮度,對比度,色彩,可視角度。市面上主流的面板的類型,LCD顯示器面板主要分為TN面板,VA面板,IPS面板。
下文中,我們將從不同角度介紹 TN與 IPS面板的區(qū)別。
一、TN和IPS本質(zhì)區(qū)別是結(jié)構(gòu)不同
結(jié)構(gòu)指液晶分子的排列方式。
首先,LCD液晶屏主要通過液晶層(液晶分子)引導(dǎo)光線偏轉(zhuǎn)方向并疏通光路,而液晶分子排列方式是否得當(dāng)直接影響屏幕顯示效果。
LCD的實(shí)現(xiàn)原理
1、TN 模式
TN(Twist Nematic)扭曲向列相模式,行業(yè)內(nèi)俗稱“軟屏”,是液晶顯示產(chǎn)品中使用較早且技術(shù)成熟的面板類型。其顯示原理如下:
①未施加電壓時(shí):來自背光源的自然光經(jīng)過下偏光片后,形成線偏振光進(jìn)入液晶盒內(nèi),由于上下玻璃基板內(nèi)表面取向?qū)?PI)的作用,液晶分子從下到上扭曲90度,使得光在傳播過程中,其偏振方向同步旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)偏振光到達(dá)上偏光片時(shí),偏振光已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了90度,與上偏光片的光軸平行,因此光線可以透過,此時(shí)LCD呈現(xiàn)亮態(tài)。
TN模式LCD顯示原理
②施加電壓后(垂直電場):液晶的介電各向異性和電場的相互作用導(dǎo)致液晶分子扭曲結(jié)構(gòu)解體,液晶分子的長軸平行于電場方向,線偏振光的偏振方向不再旋轉(zhuǎn),當(dāng)偏振光線到達(dá)上偏光片,與偏光片的光軸垂直,導(dǎo)致無光線透過,此時(shí)LCD呈現(xiàn)暗態(tài)。
總結(jié)來說,TN模式面板,在不通電時(shí)畫面表現(xiàn)為亮態(tài),通電時(shí)表現(xiàn)為暗態(tài),由于TN顯示模式在不通電時(shí)為亮態(tài),所以稱為常白模式。
TN模式LCD電場方向
TN模式面板由于采用的是垂直電場,液晶的長軸沿著垂直方向旋轉(zhuǎn),不同視角觀看,光程差差異很大,所以當(dāng)人站在不同視角看顯示屏?xí)r,顯示效果會(huì)有很大差異,只有在正視角看畫面時(shí),才是最真實(shí)的。
當(dāng)然,針對不同視角顯示上的差異,可以通過采用帶視角補(bǔ)償?shù)钠馄瑏斫鉀Q。但不管怎么樣,針對TN模式的面板,都有一個(gè)最佳的觀看視角,如6點(diǎn)鐘或者12點(diǎn)鐘方向。
2、IPS模式
IPS(In-plane Switching)面內(nèi)轉(zhuǎn)換模式,行業(yè)內(nèi)俗稱“硬屏”,它是一種先進(jìn)的液晶顯示技術(shù),它在2000年代初期由日立公司開發(fā),并由LG
等公司進(jìn)一步推廣和改進(jìn)。
IPS技術(shù)以其較佳的顯示性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域而受到市場歡迎,成為目前主流的顯示模式之一,其顯示原理如下:
①未施加電壓時(shí):當(dāng)沒有施加電壓時(shí),來自背光源的自然光經(jīng)過下偏光片后,光線經(jīng)過下偏光片后形成短軸的直線偏振光,由于液晶分子不轉(zhuǎn)動(dòng),偏光方向不能改變,光線與上偏光板相互垂直,被上偏光板進(jìn)行阻擋,無法射出,此時(shí)LCD呈現(xiàn)暗態(tài)。
IPS模式 LCD 顯示原理
②施加電壓后(水平電場):當(dāng)施加電壓后,液晶分子會(huì)沿著電場的方向平行旋轉(zhuǎn),將透過下偏光片的光的偏振方向改變90度,使其與上偏光片的透光方向平行,光線即可通過上偏光片,此時(shí)LCD呈現(xiàn)亮態(tài)。
IPS面板通過控制施加電壓的大小,可以調(diào)節(jié)液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度,進(jìn)而控制光線的透過量,實(shí)現(xiàn)不同灰度和顏色的顯示。
總結(jié)來說,IPS型面板,在不通電時(shí)畫面表現(xiàn)為暗態(tài),通電時(shí)表現(xiàn)為亮態(tài),由于IPS顯示模式在不通電時(shí)為暗態(tài),所以稱為常黑模式。
IPS模式 LCD電場方向
IPS型LCD由于采用的是水平電場,液晶的長軸沿著水平方向旋轉(zhuǎn),不同視角觀看,光程差差異很小,從各個(gè)方向觀察,沒有視角和顯示效果差異很大的情況。
二、TN和IPS面板特性對比
內(nèi)部結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它們的特性。
1、TN液晶屏 VS IPS液晶屏:視角更窄
TN 面板的液晶分子位于垂直方向,光線在垂直區(qū)域周圍發(fā)射。因此,我們只能在非常有限的角度內(nèi)獲得較好的視覺質(zhì)量,在傾斜角度下會(huì)出現(xiàn)明顯的色彩失真。
相比之下,在 IPS 面板中,液晶分子的水平排列有利于光線在任何角度的發(fā)射,從而實(shí)現(xiàn)了寬廣的有效視角。垂直和水平角度均可達(dá)到 170 度到接近 180 度,因此我們也稱 IPS LCD 為 "全視角"顯示器。
TN屏從側(cè)面看會(huì)泛白
這就是為什么以前幾個(gè)人排排坐看電腦,旁邊的人總會(huì)看不清
2、 TN液晶屏 VS IPS液晶屏:灰度較低
灰度是用來衡量色彩過渡的能力的指標(biāo)。
TN LCD(6bit)可顯示 262 萬種色彩,而 IPS LCD(8bit)可顯示 1677 萬種色彩。
從黑色到白色的過渡過程中,IPS 可以顯示更多的顏色,因此過渡表現(xiàn)更加自然流暢。
可以看出IPS屏的色彩過渡更細(xì)膩
3、 TN液晶屏 VS IPS液晶屏:更快的響應(yīng)時(shí)間
由于高清的高對比度和廣色域,IPS 面板比 TN 面板需要更長的響應(yīng)時(shí)間,一般響應(yīng)時(shí)間為30ms左右。在顯示動(dòng)態(tài)高清圖片時(shí),IPS
容易出現(xiàn)重影和抖動(dòng)。
TN屏得益于輸出灰階級(jí)數(shù)較少,液晶分子偏轉(zhuǎn)速度快,響應(yīng)速度更快,常規(guī)的TN模組響應(yīng)時(shí)間為10-25ms。一些TN屏可以做到1ms的響應(yīng)時(shí)間,不會(huì)出現(xiàn)殘影。常用來作為職業(yè)電競屏,通過快速響應(yīng),TN屏可無損呈現(xiàn)高速變化的場景細(xì)節(jié)。
響應(yīng)時(shí)間不同,顯示動(dòng)態(tài)畫面能力不同
4、 TN液晶屏 VS IPS液晶屏:色彩還原能力較差
灰階和色彩主要決定了色彩還原能力。
與 TN 面板相比,IPS 面板的顯灰階更多,成像表現(xiàn)更細(xì)膩,對色彩圖像的還原效果細(xì)膩逼真。
如下圖所示,TN 面板上顯示的圖像四個(gè)角是純粹的黑色,沒有細(xì)節(jié)。而 IPS 可以顯示多個(gè)色彩層次。
5、 TN液晶屏 VS IPS液晶屏:屏幕硬度較低
TN屏幕屬于軟屏,用手指按壓 TN 面板時(shí),表面會(huì)出現(xiàn)水波紋,但壓力釋放后,表面會(huì)迅速恢復(fù)。
IPS屏幕則屬于硬屏,IPS 液晶屏的表面有一層高硬度的透明樹脂薄膜保護(hù),因此在觸摸時(shí)可以保持原狀,屏幕表面也不會(huì)產(chǎn)生水波紋。
此外,如果我們用放大鏡觀察屏幕,就會(huì)發(fā)現(xiàn)像素點(diǎn)像魚鱗一樣向左側(cè)分布。由于液晶分子的水平排列,在相同外部壓力作用下,IPS 的還原速度比分子垂直排列的 TN
快約 10 倍。
6、TN液晶屏 VS IPS液晶屏:更高的開口率、透光率和更低的功耗
開口率:指有效的透光區(qū)域與全部面積的比例。開口率的高低直接影響光線的通過效率,開口率越高,光線通過的效率也越高,相同亮度下,LED背光的功耗可以降低,節(jié)省耗電。
IPS 的電極都在同一平面上,而 TN 的電極分布在上下兩側(cè)。換句話說,IPS 的開口率比 TN 低。
此外,與 TN 相比,IPS 的水平布局會(huì)阻擋更多的光線通過。
由于開口率低和透光率低,IPS 需要更強(qiáng)的背光源,耗電量更大,才能達(dá)到與 TN 顯示屏相同的亮度。
總結(jié):
TN 液晶屏:
優(yōu)點(diǎn):便宜,響應(yīng)速度快,耗能低
缺點(diǎn):色彩表現(xiàn)差,可視角度小
適合場景:工業(yè)控制、電競游戲
IPS液晶屏:
優(yōu)點(diǎn):色彩表現(xiàn)強(qiáng),可視角度廣
缺點(diǎn):相對于 TN 面板而言速度較慢
適合場景:大部分使用場景
從以上可知,TN 和 IPS 是常見的液晶面板類型,TN 液晶面板更便宜,響應(yīng)速度快,能耗更低。IPS 液晶面板則在廣視角和顯示效果方面遙遙領(lǐng)先。
隨著各大廠商的努力和行業(yè)技術(shù)的發(fā)展,各種面板的缺點(diǎn)都在改善,它們的優(yōu)缺點(diǎn)變得不那么絕對,IPS的對比度可以做到更高,硬屏也可以做曲面了。另外還出現(xiàn)了諸如Fast-IPS面板這種,在響應(yīng)時(shí)間上,得到了明顯的提升。
總體來說,每個(gè)面板都有他該出現(xiàn)的地方,廠商在生產(chǎn)時(shí),需要針對用戶實(shí)際用途進(jìn)行選擇,才會(huì)讓用戶有更好的使用體驗(yàn)。
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